[发明专利]列车无线充电传感器管理系统

说明书

列车无线充电传感器管理系统分为三级：第一级为无线传感器级，第二级为发射机级，第三级为云平台级，发射机级为无线传感器级提供高频无线能量作为无线传感器级的无线能源，云平台级通过发射机级与无线传感器级进行无线通信，云平台级与发射机级进行无线通信。本发明的技术效果为：传统的无线传感器利用电池供电，需要周期性的更换，且因为电量问题，会限制传感器的性能。将无线通信、无线供电集中在一起，方便硬件的管理和维护。

技术领域

本发明涉及列车无线充电传感器管理系统。

背景技术

列车，尤其是高速列车，由于安全及状态监测等需求，需要布置各种各样的传感器。如果采用传统的有线方式，列车上的布线会非常复杂；如果采用现有的无线传感器，由于供电问题又要进行周期的更换，工程上会耗费大量人力财力。

目前列车尤其是高速列车发展迅猛，随之而来的，列车上出现了越来越多的传感器。传统方式下，列车上的传感器大多采用有线方式通信，因此供电也均采用有线方式，部分无线传感器采用无线通信方式，利用自身电池供电。而随着列车技术的发展，列车对无线传感器的需求也越来越大，如果继续使用传统的通信和供电方式，会造成许多不便，如布线复杂、需周期性更换电池等问题。而且，在特殊应用环境，如车轮上的传感器，是无法使用有线方式供电的，而利用电池供电，传感器的性能和寿命都会受到很大限制。

随着物联网、云数据等技术的发展，以及万物物联、智慧城市等概念的提出，无线传感器的发展越来越迅速，对无线传感器的需求和要求也越来越高。但目前的无线传感器都有一个共同的缺陷—供电问题。众所周知，目前的无线传感器一般采用电池供电的方式，但电池供电有很大的缺陷，如：需要周期性的更换电池（对布置在特殊位置的传感器来说，更换电池非常麻烦）；限制无线传感器的性能（无线传感器在无线通信时，需要消耗较大的电量，而由于体积等问题，电池容量有限，因此会限制无线传感器的工作周期及性能）。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供列车无线充电传感器管理系统。

本发明的技术方案具体为：

列车无线充电传感器管理系统，列车无线充电传感器管理系统分为三级：第一级为无线传感器级，第二级为发射机级，第三级为云平台级，发射机级为无线传感器级提供高频无线能量作为无线传感器级的无线能源，云平台级通过发射机级与无线传感器级进行无线通信，云平台级与发射机级进行无线通信。

进一步的：无线传感器级具体包括天线、整流电路、直流转换电路、无线传感器；天线接收高频无线能量信号依次通过整流电路、直流转换电路为无线传感器提供能量，无线传感器与发射机级进行无线通信。

进一步的：所述整流电路采用肖特基二极管整流电路。

进一步的：发射机级包括：阵列天线、信号处理模块、发射控制模块、功率放大器、高频信号产生模块、中央控制器、中继通信模块、电源模块；阵列天线用于发射无线能量信号以及接受无线通信信号；信号处理模块用于处理接收到的无线通信信号，并将无线通信信号传输给中央控制器；发射控制模块控制能量信号的发射发向及角度；功率放大器将高频信号产生模块产生的高频信号放大，并通过阵列天线发送给无线传感器的天线，为无线传感器充电；高频信号产生模块产生高频信号，用于放大之后的无线传输；中央控制器控制无线能量信号的发射方向，处理接收到无线通信的信息；中继通信模块将无线传感器级回传的列车检测信息传输给云平台级；电源模块为上述各个模块提供工作电源。

进一步的：发射控制模块采用与阵列天线单元一一对应的移相电路。

进一步的：所述功率放大器采用三极管放大电路。

进一步的：高频信号产生模块采用高频信号芯片。

进一步的：所述云平台级具体为固定式计算机或移动式设备。

进一步的：所述一台云平台级设备可连接多台发射机级设备。